接近六月尾聲,這是臺積電新事業組織總經理蔡力行接手新事業的一周年,也是臺積電宣示進軍綠能產業的一周年。
這一天,蔡力行才剛出席完臺灣半導體協會活動,下午立刻秘密趕到上海;在這個周末,他將做出一項重大決策,這項決策不僅影響未來臺積電綠能事業的布局,也關系晶圓雙雄下一個十年千億元太陽能戰爭的勝負。
解決薄膜電池的量產困境
頂著烈日,蔡力行風塵仆仆趕往上海,與會的除了他以外,還有臺灣太陽能供應鏈的系統、崇越電,融程電、銘異也都派代表出席。此外,蔡力行還找來一批老朋友,像是前臺積電客服部副總吳子倩、前應用材料副總裁張柏齡,都是這場會議的要角。
小小一間上海辦公室聚集了臺灣半導體、太陽能產業的要角,他們不會只是聊天、敘舊,他們要決定一件大事──替臺積電跨入全新的薄膜太陽能領域尋找新武器。這件高達十億元的投資案,由吳子倩與張柏齡領軍,任務很簡單,要投資一家專門生產薄膜太陽能設備的供貨商。
臺積電切入薄膜太陽能已不是新聞,設備向國外采購就有了,為何還要自己花大錢投資?聽到這場秘密會議后,對于臺積電投資專門生產薄膜太陽能設備的供貨商,臺灣太陽能業者均表示:“這是臺積電為解決薄膜電池無法量產在找辦法。”
臺積電研究的CIGS(銅銦鎵硒)薄膜電池,在實際量產上遇到了問題;CIGS的制程主要有三大步驟,分別需要濺鍍機、鐳射機、硒化爐等設備。
這些迥異于半導體的制程,等同全新技術,而且半導體制程由于技術成熟,業者采購設備時已有經驗累積,知道哪部分的機臺應該向哪些設備商購買。但目前市面上能提供CIGS薄膜制程Turnkey Solution(整廠設備輸出)的選擇并不多;某外資分析師甚至以“災難”來形容現有的Turnkey Solution,“所謂全時運轉是要二十四小時運轉,目前能買到的制程,卻是八小時要停機再開機,不是災難是什么?”
但業者自行采購生產設備,不同設備有不同的選擇,都會影響產品最終良率,對于設備成本占生產成本七成以上的薄膜電池來說,“錯誤的機臺,幾乎就代表失敗的良率。”工研院分析師王孟杰如此表示。
薄膜與多晶硅 如何選擇?
于是,為了解決薄膜太陽能在設備上的先天門坎問題,蔡力行決定投資老同事們組成的精曜;透過精曜自行開發的薄膜設備,確保年底臺積電在中科的薄膜太陽能廠動工后,能夠順利抓到薄膜太陽能的產業先機,縮短臺積電投入薄膜太陽能領域的學習曲線。
除此之外,臺積電透過旗下創投入股美商Stion,進一步獲得Stion授權,移轉CIGS制程技術給臺積電,臺積電等于可快速取得關鍵技術,在新領域中拉開與競爭者的距離。
但令外界好奇的,在于薄膜太陽能電池前景不明,業界公認“薄膜電池成本仍高于硅晶電池”、“薄膜電池的保用期仍無具體案例可證明”都是薄膜電池的發展阻礙。為何蔡力行還是執意要花大錢投入?
目前多晶硅電池的主要材料多晶硅,價格已從2008年第三季的每公斤五百美元天價,降到去年的每公斤五十美元,降幅達90%;連帶多晶硅電池價格也大幅往下調降,目前多晶硅電池每瓦約1.3美元,價格競爭力遠超過薄膜。
而相比于多晶硅電池基本已經可以保證二十年的使用期限,大部分的客戶對于薄膜電池是否能保證使用二十年都還存有疑慮,這也阻礙了薄膜電池市場化的腳步。而且臺積電早已經入股茂迪,掌握了多晶硅電池的生產,在這時機,臺積電為何選在此時切入薄膜太陽能電池?
臺積電的思考仍在于“技術的長遠性投資”和“市場的最終使用考慮”。某創投業者表示,“太陽能電池產品,最終仍必須回歸到物理特性。”多晶硅太陽能雖然技術成熟,普遍轉換率已經達到16%以上,但不可諱言,轉換率的極限也就在20%上下。
另外,多晶硅電池必須在強烈日照地區才能充分發揮,北歐這些低強度日照國家,就不適合使用多晶硅電池。
薄膜電池剛好相反,雖然量產技術不成熟,但物理極限遠高于多晶硅電池,實驗室的轉換率早已突破20%以上;而且低日照也能使用,宇通光能甚至發展出在月光亮度也能發電的技術。
但相對于市場上還有更成熟的薄膜太陽能技術,例如硅薄膜已可以做到一○%的轉換率,但臺積電為何選擇難度更高的CIGS薄膜,宇通董事長蔡進耀直言:“臺積電不做me too的生意。”蔡進耀分析,硅薄膜的制程與TFT LCD類似,如果友達切入薄膜,絕對有能力以TFT的制程提升:“如果臺積電也走硅薄膜制程,很難后發先至趕在友達之前。”以臺積電的立場,要做就要做臺灣第一和全世界第一,所以才會挑戰CIGS薄膜這項高難度的技術。
成立于06年的Stion,年產能僅五百萬瓦,在業界的確不算老字號公司,工研院分析師王孟杰表示:“Stion創始者的技術背景與Solar Frontier類似,都是CIGS這一脈相關的背景。”雖然Solar Frontier是全球少數能量產CIGS薄膜電池的公司,但Stion的技術是否能直追Solar Frontier,業者多持保留態度。
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